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10kV母線失壓分析

文檔作者：杜娟馬驍黃新劉俊雁文檔來(lái)源：金華電業(yè)局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月11日
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繼電保護(hù)技術(shù)
1 0kV母線失壓分析
杜娟，馬驍，黃新，劉俊雁
(金華電業(yè)局，浙江金華321017)
[摘要] 針對(duì)某llOkV變電站lOkV母分開關(guān)柜發(fā)生爆炸后，短路電流出現(xiàn)2次突增、1次突減，最后消失的變化過
程，分析故障發(fā)展過程，并對(duì)繼電保護(hù)是否正確動(dòng)作做出判斷。
關(guān)鍵詞母線短路開關(guān)柜
1故障概況
某日凌晨1點(diǎn)18分，某1lOkV變電站lOkV母分開
關(guān)柜發(fā)生爆炸，#1、#2主變后備保護(hù)相繼動(dòng)作跳開
#1、#2主變1OkV開關(guān)，引起10kV I、II段母線失壓。
110kV變電站未配置故障錄波器，其電源側(cè)220kV變電站
配置的l1OkV故障錄波器顯示故障電流先突增，297ms時(shí)
再突增約1倍，l 765ms時(shí)突減約50 ，2 072ms時(shí)消
失。
2故障發(fā)生前的系統(tǒng)運(yùn)行方式
故障發(fā)生前的系統(tǒng)運(yùn)行方式如圖1所示。110kV變電
站由220kV變電站甲通過線路1送負(fù)荷，線路2檢修；
#1、#2主變高壓側(cè)并列運(yùn)行，10kV側(cè)分列運(yùn)行， 即
110kV母分開關(guān)運(yùn)行，10kV母分開關(guān)熱備用。
lOkV 1段母線
圖1 系統(tǒng)接線圖
110kV變電站#1、#2主變配置差動(dòng)保護(hù)裝置
LFP一971A、1lOkV后備保護(hù)裝置LFP-973A、非電量保
護(hù)裝置LFP一974。#1、#2主變l10kV后備保護(hù)裝置
投入復(fù)合電壓閉鎖過流II段保護(hù)(324A、1．7s)，動(dòng)作
跳#1、#2主變10kV開關(guān)；投入復(fù)合電壓閉鎖過流
III保護(hù)(360A、2．Os)，動(dòng)作跳#1、#2主變兩側(cè)三開
關(guān)(線路1或線路2開關(guān)、l10kV母分開關(guān)、#1或#2
主變1OkV開關(guān))。
3動(dòng)作過程分析
220kV變電站甲ll0kV故障錄波器記錄的波形如圖2
所示。整個(gè)故障持續(xù)2 072ms，其中，0~297ms短路電流
約為1 224A，297～ 1 765ms短路電流約為1 992A，
1 765～2 072ms短路電流約為1 224A。
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圖2 故障電流錄波圖
ll0kV變電站當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)記錄的信息顯示：1：
18：30：180時(shí)，#1主變110kV后備保護(hù)動(dòng)作；1：18：
30：33O時(shí)， #1主變10kV 開關(guān)跳開；l：18：30：550
時(shí)，#2主變l10kV后備保護(hù)動(dòng)作；1：18：30：710時(shí)，
#2主變10kV開關(guān)跳開。主變保護(hù)動(dòng)作跳10kV開關(guān)
的整定時(shí)間為1．7s， #l、#2主變保護(hù)動(dòng)作時(shí)差約為
300m s。
根據(jù)以上信息，忽略#2主變負(fù)荷電流，建立短路電
流模型。10kV母分開關(guān)I段側(cè)先發(fā)生三相短路，流過線
路1的短路電流約為1 224A，此時(shí)#2主變側(cè)相當(dāng)于開
路，如圖3(a)所示。故障發(fā)展到297ms(如圖3(b)所示)
時(shí)，10kV母分開關(guān)II段側(cè)也發(fā)生三相故障， 即lOkV母
分開關(guān)I、II段側(cè)均發(fā)生三相短路，此時(shí)11OkV變電站
#1、#2主變高低壓側(cè)并列運(yùn)行，流過線路1的短路電流
為1 992A，流過#1主變的分流約為996A，超過#1主變
110kV復(fù)合電壓閉鎖過流1I段保護(hù)定值(324A)，滿足動(dòng)
作條件，經(jīng)整定延時(shí)后，#1主變后備保護(hù)動(dòng)作跳閘，
1 765ms時(shí)#1主變10kV開關(guān)跳開。#1主變10kV開關(guān)
跳開后，#1主變側(cè)相當(dāng)于開路(如圖3(c)所示)，故障電
流降到1 224A左右，但仍超過#2主變llOkV復(fù)合電壓
閉鎖過流II段保護(hù)定值(324A)，滿足動(dòng)作條件，經(jīng)整定
延時(shí)后，#2主變動(dòng)作跳閘，2 070ms時(shí)#2主變10kV開
關(guān)跳開。
收稿日期：2012—07—11
作者簡(jiǎn)介：杜娟(1967一)，工程師，從事電力系統(tǒng)管理工作；馬驍(1976一)，工程師，從事電力系統(tǒng)管理工作；黃新(1970一)，工程師，從事電
力二次系統(tǒng)管理工作；劉俊雁(1960一)，工程師，從事繼電保護(hù)整定計(jì)算及運(yùn)行技術(shù)管理工作。
電工技術(shù)I 2013 l 1期f21
繼電保護(hù)技術(shù)
a)#2主變開路 (b)#l、#2主變開路 (e)#l主變開路
圖3 短路模型
由動(dòng)作過程分析得出故障持續(xù)時(shí)序圖，如圖4所示。
297~1 765ms，#1、#2主變高低壓側(cè)并列；0～297ms
或1 765~2 072ms，#1、#2主變高低壓側(cè)分列。
圖4 故障持續(xù)時(shí)序圖
4短路電流理論計(jì)算
最大運(yùn)行方式下，22OkV變電站甲110kV母線的正序
阻抗標(biāo)幺值R 為0．042；最小運(yùn)行方式下，11OkV母線
的正序阻抗標(biāo)幺值R 為0．086 6。線路1的正序阻抗標(biāo)
幺值R。 為0．034 9；110kV主變的正序阻抗標(biāo)幺值R 為
0．272 2。
4．1 10kV側(cè)I段母線三相短路故障
4．1．1 22．0kV變電站甲在最大運(yùn)行方式下
在最大運(yùn)行方式下，系統(tǒng)阻抗歸算到11OkV變電站的
l0kV母線正序阻抗為：
X1 52 ． 一RM+RI +RB一0．349 3
110kV線路1的短路電流為：
一
一意× 437A
式中，基準(zhǔn)容量S 選取100MVA；110kV側(cè)的基準(zhǔn)電壓
UH選取115kV。
4．1．2 220kV變電站甲在最小運(yùn)行方式下
在最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)阻抗歸算到11OkV變電站的
10kV母線正序阻抗X Σ 為0．393 7。110kV線路1的短
路電流 為127 5A。
4．2 lOkV I、II段母線同時(shí)故障
4．2．1 220kV變電站甲在最大運(yùn)行方式下
在最運(yùn)行大方式下，系統(tǒng)阻抗歸算到1 10kV變電站的
10kV母線正序阻抗為：
XlΣ? 一RM+RI +RIj／2—0．213 2
ll0kV線路1的短路電流J 為235 5A。
4．2．2 220kV變電站甲在最小運(yùn)行方式下
在最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)阻抗歸算到11OkV變電站的
10kV母線正序阻抗為0．257 6。1l0kV線路1的短路電流
為1 949A。
通過理論計(jì)算知，故障電流值與三相短路時(shí)的故障電
流較為接近。綜上所述，ll0kV變電站繼電保護(hù)動(dòng)作正
確
參考文獻(xiàn)
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(編輯 彭 湃)
(上接第13頁(yè))
率試驗(yàn)。12V280型船用柴油發(fā)電機(jī)的瞬態(tài)調(diào)速率試驗(yàn)數(shù)
據(jù)見表1。
表1瞬態(tài)調(diào)速率
負(fù)載變化前(穩(wěn)定狀態(tài)) 負(fù)載變化后(穩(wěn)定狀態(tài)) 計(jì)算結(jié)果
— — 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速／— —
霉~,／kW轉(zhuǎn)速“r．min-I)(r"min-') kw樹(r"min4)速葷 喜
壓變化見表2，由此可得出瞬態(tài)電壓變化率為5．5 。
表2 瞬態(tài)電壓變化
負(fù)載增設(shè)的電抗器與水阻負(fù)載并列運(yùn)行，既可完成負(fù) 參考文獻(xiàn)
載功率因數(shù)的調(diào)節(jié)，又能實(shí)現(xiàn)GB 03—2。08要求的機(jī)組瞬 [1]蘇文成．工廠供電[M]．第2版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002
態(tài)電壓變化率試驗(yàn)。12V280型船用柴油發(fā)電機(jī)的瞬態(tài)電 (編輯楊正君)
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